گروهی از دانشگاه پلی تکنیک Valencia، جایگزینی برای بلوک های بتنی مورد استفاده در ساخت و ساز توسعه داده است. آنها با استفاده از تکنولوژی AM، بلوک های ساخته شده از پلاستیک بازیافتی طراحی کرده اند. نتیجه کاهش چشم گیر 80 درصدی در وزن نسبت به نمونه های فعلی بوده است؛ که متعاقبا موجب سهولت در حمل و نقل و کاهش انرژی مورد نیاز جهت اسمبل کردن آن ها نیز شده است. این بلوک های بتنی پرینت سه بعدی را می توان به سادگی آجرهای LEGO اسمبل کرد.
نگاره 1) بلوک های بتنی پرینت س بعدی
بتن مسلح در بخش ساخت و ساز بسیار محبوب و پرطرفدار است و همانطور که از نام آن مشخص است، از بتن، فلز و اغلب فولاد ، تشکیل شده است. از این رو، متریال کامپوزیتی است که می تواند در برابر انبساط و فشار مقاومت کند و قابلیت تحمل بارهای قابل توجهی را نیز دارد. با این حال و با وجود فولاد، حمل و نقل این متریال به علت وزن سنگینش بسیار دشوار است. بنابراین محققین سعی کرده اند تا حد ممکن این محدودیت را کاهش دهند و 3 سال روی یک پروژه پرینت سه بعدی کار کرده اند. Jose Ramon Albiol، استاد دانشکده فنی مهندسی ساختمان UPV ، می گوید: “هدف ما پیشنهاد جایگزینی برای بلوک های بتنی مسلح فعلی بود. این متریال ها با استفاده از پروفیل هایی برای طول قطعه ساخته شده اند، که نه تنها نصب گران قیمتی دارند بلکه و حمل و نقل شان نیز دشوار است. ”
نگاره 2) چیدمان راحت بلوک ها در کنار یکدیگر
تیرهای بتنی پرینت سه بعدی، الهام گرفته از استخوان انسان
محققین نسبت به پروسه یپرینت چاپ سه بعدی آنچنان شفاف نبوده اند. ما تنها می دانیم که آنها از پلاستیک های بازیافتی جهت کاهش ردپای اکولوژیکی استفاده کرده اند و از شکل استخوان انسان برای طراحی مدل های سه بعدی خود الهام گرفته اند. هدف بازسازی ساختار اپیفیز، قسمت انتهایی استخوان ها بود: این قسمت از چندین لایه ساخته شده است که در عین اینکه کاملاً سبک است ، استحکام قابل توجهی دارد. با استفاده از تکنولوژی AM ، محققین قادر بودند از این ساختار آلوئولی تقلید کنند و متریال را در مکان مورد نیاز قرار دهند.به لطف جایگزینی فولاد با پلاستیک و توزیع مناسب متریال، وزن کلی قطعات کاهش پیدا کرد.
Jose Ramon Albiol در ادامه افزود: “اين يك ساختار آلوئولي است كه باعث مي شود در عین حفظ سختی و استحکام قطعه، بتوان میزان مصرف پلاستيك و در نتيجه وزن را کاهش داد. این همان چیزی است که ما به این بلوک های بتنی انقلابی، به ویژه به پروفایل آنها، اضافه کرده ایم. به کار گیری یک سیستم طبیعی بسیار هوشمندانه است در مصنوعات صنعتی.” محققین این بلوک ها را به شیوه ای پرینت کردند که بتوانند مانند آجرهای LEGO در کنار یکدیگر قرار گیرند. سپس یک لایه بتن اضافه می شود تا تیر نهایی شکل گیرد. به علاوه ی وزن کاهش یافته ، این روش ساختاری را فراهم می کند که امکان تظبیق آن با نیازهای پروژه ی ساخت و ساز فراهم شود. بلوک ها به راحتی قابل حمل هستند، نصب در محل انجام می شود و نیروی کار مورد نیاز نیز به حداقل می رسد.
نگاره 3) اسکلت مشبک وزن کلی قطعه را کاهش می دهد
Miguel Sanchez، از دپارتمان سیستم های علوم و کامپیوتر UPV در نتیجه می گوید: “امکان متناسب سازی بلوک ها در محل، امکان تطبیق مشخصات هر یک از آنها را با نیازهای ساختاری در هر نقطه از ساختمان را فراهم می کند. همچنین امکان استفاده از مواد پلیمری بازیافتی برای تولید بلوک ها، به طور قابل توجهی ردپای کربن آنها را کاهش می دهد. ”